KR102396297B1 - 복소환 화합물 이를 포함한 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

복소환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자가 개시된다.

Description

복소환 화합물 이를 포함한 유기 발광 소자{Heterocyclic compound and organic light-emitting device comprising the same}
본 발명의 실시예들은 복소환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light-emitting device)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
상기 유기 발광 소자는 기판 상부에 제1전극이 배치되어 있고, 상기 제1전극 상부에 정공 수송 영역(hole transport region), 발광층, 전자 수송 영역(electron transport region) 및 제2전극이 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 상기 제1전극으로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동하고, 제2전극으로부터 주입된 전자는 전자 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
본 발명의 실시예들은 복소환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 하기 화학식 1로 표시되는 복소환 화합물을 개시한다:
<화학식 1>
Figure 112015024908508-pat00001
<화학식 1a>
Figure 112015024908508-pat00002
<화학식 1b>
Figure 112015024908508-pat00003
상기 화학식 1, 1a 및 1b 중,
A1은 CR1 및 질소 원자(N) 중에서 선택되고, A2는 CR2 및 N 중에서 선택되고, A3는 CR3 및 N 중에서 선택되고, A4는 CR4 및 N 중에서 선택되고, A5는 CR5 및 N 중에서 선택되고, A6는 CR6 및 N 중에서 선택되고, A7은 CR7 및 N 중에서 선택되고, A8은 CR8 및 N 중에서 선택되고, A9은 CR9 및 N 중에서 선택되고, A10은 CR10 및 N 중에서 선택되고, A11은 CR11 및 N 중에서 선택되고, A12은 CR12 및 N 중에서 선택되고;
A1 내지 A12 중 인접한 두 개의 기는 상기 화학식 1a 및 1b 중의 *과 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
L1은 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
n1은 0, 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
X1은 단일 결합, C(R13)(R14), N(R13), O, S, Se, Te, Po, Si(R13)(R14), Ge(R13)(R14), P(R13), P(R13)(=O), C=O 및 B(R13) 중에서 선택되고;
X2는 단일 결합, C(R15)(R16), N(R15), O, S, Se, Te, Po, Si(R15)(R16), Ge(R15)(R16), P(R15), P(R15)(=O), C=O 및 B(R15) 중에서 선택되고;
X3는 C(R17)(R18), N(R17), O, S, Se, Te, Po, Si(R17)(R18), Ge(R17)(R18), P(R17), P(R17)(=O), C=O 및 B(R17) 중에서 선택되고;
Ar1 및 R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
R1 내지 R18 중 인접한 두개의 기는 선택적으로 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
상기 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중 적어도 하나의 치환기는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q21)(Q22), -Si(Q23)(Q24)(Q25) 및 -B(Q26)(Q27) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-N(Q31)(Q32), -Si(Q33)(Q34)(Q35) 및 -B(Q36)(Q37); 중에서 선택되고;
Q11 내지 Q17, Q21 내지 Q27 및 Q31 내지 Q37는 서로 독립적으로, 수소, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
본 발명의 다른 실시예는, 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층; 을 포함하고, 상기 유기층이 상술한 바와 같은 복소환 화합물을 1종 이상 포함한, 유기 발광 소자를 개시한다.
상기 복소환 화합물을 포함한 유기 발광 소자는 저구동전압, 고휘도, 고효율 및 장수명을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
상기 복소환 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
<화학식 1>
Figure 112015024908508-pat00004
<화학식 1a>
Figure 112015024908508-pat00005
<화학식 1b>
Figure 112015024908508-pat00006
상기 화학식 1, 1a 및 1b 중, A1은 CR1 및 질소 원자(N) 중에서 선택되고, A2는 CR2 및 N 중에서 선택되고, A3는 CR3 및 N 중에서 선택되고, A4는 CR4 및 N 중에서 선택되고, A5는 CR5 및 N 중에서 선택되고, A6는 CR6 및 N 중에서 선택되고, A7은 CR7 및 N 중에서 선택되고, A8은 CR8 및 N 중에서 선택되고, A9은 CR9 및 N 중에서 선택되고, A10은 CR10 및 N 중에서 선택되고, A11은 CR11 및 N 중에서 선택되고, A12은 CR12 및 N 중에서 선택되고;
A1 내지 A12 중 인접한 두 개의 기는 상기 화학식 1a 및 1b 중의 *과 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
R1 내지 R12에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1, 1a 및 1b 중, A1은 CR1이고, A2는 CR2이고, A3이고, A4는 CR4이고, A5는 CR5이고, A6는 CR6이고, A7은 CR7이고, A8은 CR8이고, A9은 CR9이고, A10은 CR10이고, A11은 CR11이고, A12은 CR12일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, L1은 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, L1은 페닐렌(phenylene)기, 펜탈레닐렌(pentalenylene)기, 인데닐렌(indenylene)기, 나프틸렌(naphthylene)기, 아줄레닐렌(azulenylene)기, 헵탈레닐렌(heptalenylene)기, 인다세닐렌(indacenylene)기, 아세나프틸렌(acenaphthylene)기, 플루오레닐렌(fluorenylene)기, 스파이로-플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페날레닐렌(phenalenylene)기, 페난트레닐렌(phenanthrenylene)기, 안트라세닐렌(anthracenylene)기, 플루오란테닐렌(fluoranthenylene)기, 트리페닐레닐렌(triphenylenylene)기, 파이레닐렌(pyrenylene)기, 크라이세닐렌(chrysenylene)기, 나프타세닐렌(naphthacenylene)기, 피세닐렌(picenylene)기, 페릴레닐렌(perylenylene)기, 펜타페닐렌(pentaphenylene)기, 헥사세닐렌(hexacenylene)기, 펜타세닐렌(pentacenylene)기, 루비세닐렌(rubicenylene)기, 코로네닐렌(coronenylene)기, 오발레닐렌(ovalenylene)기, 피롤일렌(pyrrolylene)기, 티오페닐렌(thiophenylene)기, 퓨라닐렌(furanylene)기, 이미다졸일렌(imidazolylene)기, 피라졸일렌(pyrazolylene)기, 티아졸일렌(thiazolylene)기, 이소티아졸일렌(isothiazolylene)기, 옥사졸일렌(oxazolylene)기, 이속사졸일렌(isooxazolylene)기, 피리디닐렌(pyridinylene)기, 피라지닐렌(pyrazinylene)기, 피리미디닐렌(pyrimidinylene)기, 피리다지닐렌(pyridazinylene)기, 이소인돌일렌(isoindolylene)기, 인돌일렌(indolylene)기, 인다졸일렌(indazolylene)기, 푸리닐렌(purinylene)기, 퀴놀리닐렌(quinolinylene)기, 이소퀴놀리닐렌(isoquinolinylene)기, 벤조퀴놀리닐렌(benzoquinolinylene)기, 프탈라지닐렌(phthalazinylene)기, 나프티리디닐렌(naphthyridinylene)기, 퀴녹살리닐렌(quinoxalinylene)기, 퀴나졸리닐렌(quinazolinylene)기, 벤조퀴나졸리닐렌(benzoquinazolinylene)기, 시놀리닐렌(cinnolinylene)기, 카바졸일렌(carbazolylene)기, 페난트리디닐렌(phenanthridinylene)기, 아크리디닐렌(acridinylene)기, 페난트롤리닐렌(phenanthrolinylene)기, 페나지닐렌(phenazinylene)기, 벤조이미다졸일렌(benzoimidazolylene)기, 벤조퓨라닐렌(benzofuranylene)기, 벤조티오페닐렌(benzothiophenylene)기, 이소벤조티아졸일렌(isobenzothiazolylene)기, 벤조옥사졸일렌(benzooxazolylene)기, 이소벤조옥사졸일렌(isobenzooxazolylene)기, 트리아졸일렌(triazolylene)기, 테트라졸일렌(tetrazolylene)기, 옥사디아졸일렌(oxadiazolylene)기, 트리아지닐렌(triazinylene)기, 디벤조퓨라닐렌(dibenzofuranylene)기, 디벤조티오페닐렌(dibenzothiophenylene)기, 벤조카바졸일렌기 및 디벤조카바졸일렌기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 티아디아졸일기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 펜탈레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 인다세닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페날레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 펜타세닐렌기, 루비세닐렌기, 코로네닐렌기, 오발레닐렌기, 피롤일렌기, 티오페닐렌기, 퓨라닐렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일렌기, 옥사졸일렌기, 이속사졸일렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 이소인돌일렌기, 인돌일렌기, 인다졸일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 프탈라지닐렌기, 나프티리디닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 벤조퀴나졸리닐렌기, 시놀리닐렌기, 카바졸일렌기, 페난트리디닐렌기, 아크리디닐렌기, 페난트롤리닐렌기, 페나지닐렌기, 벤조이미다졸일렌기, 벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 이소벤조티아졸일렌기, 벤조옥사졸일렌기, 이소벤조옥사졸일렌기, 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 옥사디아졸일렌기, 트리아지닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기 및 디벤조카바졸일렌기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, L1은 페닐렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 벤조퀴나졸리닐렌기 및 트리아지닐렌기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, t-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 벤조퀴나졸리닐렌기 및 트리아지닐렌기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, L1은 하기 화학식 3-1 내지 3-22 중에서 선택되는 그룹(group)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112015024908508-pat00007
Figure 112015024908508-pat00008
상기 화학식 3-1 내지 3-22 중,
Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, t-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중에서 선택되고,
d1은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
d2는 1, 2, 3, 4, 5 및 6 중에서 선택되고;
d3는 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
d4는 1 및 2 중에서 선택되고;
d5는 1, 2, 3, 4 및 5 중에서 선택되고;
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, L1은 하기 화학식 4-1 내지 4-22 중에서 선택되는 그룹일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112015024908508-pat00009
Figure 112015024908508-pat00010
상기 화학식 4-1 내지 4-22 중,
Z1은 수소, 중수소, -F, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, t-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중에서 선택되고;
* 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 1 중, n1은 L1의 개수를 의미하며, n1은 0, 1, 2, 3 및 4 중에서 선택될 수 있다. n1이 0인 경우, (L1)n1은 단일 결합을 의미할 수 있다. n1이 2 이상인 경우, 복수개의 L1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1 중, n1은 0, 1 및 2 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, n1은 0 및 1 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, n1은 0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1a 중, X1은 단일 결합, C(R13)(R14), N(R13), O, S, Se, Te, Po, Si(R13)(R14), Ge(R13)(R14), P(R13), P(R13)(=O), C=O 및 B(R13) 중에서 선택되고;
R13 및 R14는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
R13 및 R14에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1a 중, X1은 단일 결합, O 및 S 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1a 중, X2는 단일 결합, C(R15)(R16), N(R15), O, S, Se, Te, Po, Si(R15)(R16), Ge(R15)(R16), P(R15), P(R15)(=O), C=O 및 B(R15) 중에서 선택되고;
R15 및 R16은 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
R15 및 R16에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1a 중, X2는 단일 결합, O 및 S 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1b 중, X3는 C(R17)(R18), N(R17), O, S, Se, Te, Po, Si(R17)(R18), Ge(R17)(R18), P(R17), P(R17)(=O), C=O 및 B(R17) 중에서 선택되고;
R17 및 R18은 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
R17 및 R18에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1b 중, X3는 C(R17)(R18) 및 N(R17) 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1, 1a 및 1b 중, Ar1 및 R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택될 수 있고;
R1 내지 R18 중 인접한 두개의 기는 선택적으로 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, Ar1은 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐(phenyl)기, 펜탈레닐(pentalenyl)기, 인데닐(indenyl)기, 나프틸(naphthyl)기, 아줄레닐(azulenyl)기, 헵탈레닐(heptalenyl)기, 인다세닐(indacenyl)기, 아세나프틸(acenaphthyl)기, 플루오레닐(fluorenyl)기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐(phenalenyl)기, 페난트레닐(phenanthrenyl)기, 안트라세닐(anthracenyl)기, 플루오란테닐(fluoranthenyl)기, 트리페닐레닐(triphenylenyl)기, 파이레닐(pyrenyl)기, 크라이세닐(chrysenyl)기, 나프타세닐(naphthacenyl)기, 피세닐(picenyl)기, 페릴레닐(perylenyl)기, 펜타페닐(pentaphenyl)기, 헥사세닐(hexacenyl)기, 펜타세닐(pentacenyl)기, 루비세닐(rubicenyl)기, 코로네닐(coronenyl)기, 오발레닐(ovalenyl)기, 피롤일(pyrrolyl)기, 티오페닐(thiophenyl)기, 퓨라닐(furanyl)기, 이미다졸일(imidazolyl)기, 피라졸일(pyrazolyl)기, 티아졸일(thiazolyl)기, 이소티아졸일(isothiazolyl)기, 옥사졸일(oxazolyl)기, 이속사졸일(isooxazolyl)기, 피리디닐(pyridinyl)기, 피라지닐(pyrazinyl)기, 피리미디닐(pyrimidinyl)기, 피리다지닐(pyridazinyl)기, 이소인돌일(isoindolyl)기, 인돌일(indolyl)기, 인다졸일(indazolyl)기, 푸리닐(purinyl)기, 퀴놀리닐(quinolinyl)기, 이소퀴놀리닐(isoquinolinyl)기, 카바졸일(carbazolyl)기, 피리도인돌일(pyridoindole)rl, 벤조퀴놀리닐(benzoquinolinyl)기, 프탈라지닐(phthalazinyl)기, 나프티리디닐(naphthyridinyl)기, 퀴녹살리닐(quinoxalinyl)기, 퀴나졸리닐(quinazolinyl)기, 벤조퀴나졸리닐(benzoquinazolinyl)기, 시놀리닐(cinnolinyl)기, 페난트리디닐(phenanthridinyl)기, 아크리디닐(acridinyl)기, 페난트롤리닐(phenanthrolinyl)기, 페나지닐(phenazinyl)기, 벤즈이미다졸일(benzimidazolyl)기, 벤조퓨라닐(benzofuranyl)기, 벤조티오페닐(benzothiophenyl)기, 이소벤조티아졸일(isobenzothiazolyl)기, 벤조옥사졸일(benzooxazolyl)기, 이소벤조옥사졸일(isobenzooxazolyl)기, 트리아졸일(triazolyl)기, 테트라졸일(tetrazolyl)기, 옥사디아졸일(oxadiazolyl)기, 트리아지닐(triazinyl)기, 디벤조퓨라닐(dibenzofuranyl)기, 디벤조티오페닐(dibenzothiophenyl)기, 디벤조실롤일(dibenzosilolyl)기, 벤조카바졸일(benzocarbazolyl)기 및 디벤조카바졸일(dibenzocarbazolyl)기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤즈이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 피리도인돌일기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤즈이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, Ar1은 메틸기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 피리도인돌일기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤즈이미다졸일기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, tert-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 피리도인돌일기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤즈이미다졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, Ar1은 하기 화학식 5-1 내지 5-48 중에서 선택되는 그룹일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112015024908508-pat00011
Figure 112015024908508-pat00012
Figure 112015024908508-pat00013
Figure 112015024908508-pat00014
Figure 112015024908508-pat00015
상기 화학식 5-1 내지 5-48 중,
Z3 내지 Z5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, tert-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중에서 선택되고;
d6는 1, 2, 3, 4 및 5 중에서 선택되고;
d7은 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7 중에서 선택되고;
d8은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
d9은 1, 2, 3, 4, 5 및 6 중에서 선택되고;
d10은 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 1, 1a 및 1b 중, R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 및
페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1, 1a 및 1b 중, R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 메틸기, iso-프로필기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 및
페닐기로 치환된 페닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 복소환 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-12 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112015024908508-pat00016
Figure 112015024908508-pat00017
상기 화학식 1-1 내지 1-12 중,
A1 내지 A12, L1, n1, X1, X2, X3, Ar1 및 R1 내지 R12에 대한 설명은 상기 화학식 1에서 설명한 바를 참조한다.
다른 예로서, 상기 복소환 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-12 중 어느 하나로 표시되는 경우,
A1은 CR1 및 질소 원자(N) 중에서 선택되고, A2는 CR2 및 N 중에서 선택되고, A3는 CR3 및 N 중에서 선택되고, A4는 CR4 및 N 중에서 선택되고, A5는 CR5 및 N 중에서 선택되고, A6는 CR6 및 N 중에서 선택되고, A7은 CR7 및 N 중에서 선택되고, A8은 CR8 및 N 중에서 선택되고, A9은 CR9 및 N 중에서 선택되고, A10은 CR10 및 N 중에서 선택되고, A11은 CR11 및 N 중에서 선택되고, A12은 CR12 및 N 중에서 선택되고;
A1 내지 A12 중 인접한 두 개의 기는 상기 화학식 1a 및 1b 중의 *과 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
L1은 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
n1은 0, 1 및 2 중에서 선택되고;
X1 및 X2는 서로 독립적으로, O 및 S 중에서 선택되고;
X3는 C(R17)(R18) 및 N(R17) 중에서 선택되고;
Ar1 및 R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 복소환 화합물은 하기 화학식 1-21 내지 1-32 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112015024908508-pat00018
Figure 112015024908508-pat00019
상기 화학식 1-21 내지 1-32 중,
L1은 하기 화학식 4-1 내지 4-18 중에서 선택되는 그룹이고;
Figure 112015024908508-pat00020
Figure 112015024908508-pat00021
상기 화학식 4-1 내지 4-22 중,
Z1은 수소, 중수소, -F, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, t-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중에서 선택되고;
* 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고;
n은 0, 1 및 2 중에서 선택되고;
X1 및 X2는 서로 독립적으로, O 및 S 중에서 선택되고;
X3는 C(R17)(R18) 및 N(R17) 중에서 선택되고;
Ar1은 메틸기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 피리도인돌일기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤즈이미다졸일기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, tert-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 피리도인돌일기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤즈이미다졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 및
페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 중에서 선택된다.
또 다른 예로서, 상기 복소환 화합물이 하기 화학식 1-21 내지 1-32 중 어느 하나로 표시되는 경우, L1은 하기 화학식 4-1 내지 4-18 중에서 선택되는 그룹이고;
Figure 112015024908508-pat00022
Figure 112015024908508-pat00023
상기 화학식 4-1 내지 4-22 중,
Z1은 수소, 중수소, -F, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, t-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중에서 선택되고;
* 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고;
n은 0, 1 및 2 중에서 선택되고;
X1 및 X2는 서로 독립적으로, O 및 S 중에서 선택되고;
X3는 C(R17)(R18) 및 N(R17) 중에서 선택되고;
Ar1은 하기 화학식 5-1 내지 5-48 중에서 선택되는 그룹이고;
Figure 112015024908508-pat00024
Figure 112015024908508-pat00025
Figure 112015024908508-pat00026
Figure 112015024908508-pat00027
Figure 112015024908508-pat00028
상기 화학식 5-1 내지 5-48 중,
Z3 내지 Z5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, tert-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중에서 선택되고;
d6는 1, 2, 3, 4 및 5 중에서 선택되고;
d7은 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7 중에서 선택되고;
d8은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
d9은 1, 2, 3, 4, 5 및 6 중에서 선택되고;
d10은 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고;
R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 및
페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 복소환 화합물은 하기 화합물 2 내지 580 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112015024908508-pat00029
Figure 112015024908508-pat00030
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Figure 112015024908508-pat00032
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상기 화학식 1로 표시되는 복소환 화합물은 화합물 코어 구조가 자유 회전(Free rotation)하기 어려운 구조이기 때문에, 상기 복소환계 화합물을 증착하여 박막을 형성할 경우 전자 및/또는 정공 이동을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 상기 복소환계 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 저구동전압을 제공할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 복소환 화합물은 인광 발광에 적적한 삼중항 에너지 밴드갭(triplet energy band gap)을 갖고 있기 때문에, 상기 복소환계 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 고효율을 제공할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 복소환 화합물은 방향족 고리들이 연결되어 있어서, 전하가 넓게 분포할 수 있으므로(공액 길이가 길어지므로), 상기 복소환 화합물은 전기적 안정성이 우수할 수 있다. 따라서, 상기 복소환 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 장수명을 제공할 수 있다.
따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 복소환 화합물을 채용한 유기 발광 소자는, 저구동전압, 고효율 및 장수명의 효과를 가질 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 복소환 화합물은 공지의 유기 합성 방법을 이용하여 합성될 수 있다. 상기 복소환 화합물의 합성 방법은 후술하는 실시예를 참조하여 당업자가 인식할 수 있다.
상기 화학식 1의 복소환 화합물은 유기 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 복소환 화합물은 발광층에 포함될 수 있다. 따라서, 제1전극, 상기 제1전극에 대향된 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층을 포함하되, 상기 유기층은 상술한 바와 같은 화학식 1로 표시된 복소환 화합물을 1종 이상 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
본 명세서 중 "(유기층이) 복소환 화합물을 포함한다"란, "(유기층이) 상기 화학식 1의 범주에 속하는 1종의 복소환 화합물 또는 상기 화학식 1의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 복소환 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
예를 들어, 상기 유기층은, 상기 복소환 화합물로서, 상기 화합물 1만을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 1은 상기 유기 발광 소자의 발광층에 존재할 수 있다. 또는, 상기 유기층은 상기 복소환 화합물로서, 상기 화합물 1과 화합물 2를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 1과 화합물 2는 동일한 층에 존재(예를 들면, 상기 화합물 1과 화합물 2는 모두 발광층에 존재할 수 있음)하거나, 서로 다른 층에 존재(예를 들면, 상기 화합물 1은 발광층에 존재하고 상기 화합물 2는 전자 수송층에 존재할 수 있음)할 수 있다.
상기 유기층은, i) 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 개재되며, 정공 주입층, 정공 수송층, 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함한, 정공 수송 영역; 및 ii) 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 개재되며, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함한, 전자 수송 영역 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 명세서 중 "유기층"은 상기 유기 발광 소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 모든 층을 가리키는 용어이다. 상기 "유기층"의 층에 포함된 물질이 유기물로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 상기 유기 발광 소자(10)은 제1전극(110), 유기층(150) 및 제2전극(190)을 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1의 제1전극(110)의 하부 또는 제2전극(190)의 상부에는 기판이 추가로 배치될 수 있다. 상기 기판은 기계적 강도, 열안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
상기 제1전극(110)은, 예를 들면, 기판 상부에, 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(110)이 애노드일 경우, 정공 주입이 용이하도록 제1전극용 물질은 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(110)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 제1전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다. 또는, 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 제1전극(110)을 형성하기 위하여, 제1전극용 물질로서, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 중 적어도 하나를 선택할 수 있다.
상기 제1전극(110)은 단일층 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(110)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1전극(110) 상부에는 유기층(150)이 배치되어 있다. 상기 유기층(150)은 발광층을 포함한다.
상기 유기층(150)은, 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 개재되는 정공 수송 영역(hole transport region) 및 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 개재되는 전자 수송 영역(electron transport region)을 더 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역은, 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 버퍼층 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 전자 수송 영역은 정공 저지층(HBL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송 영역은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1전극(110)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층/정공 수송층, 정공 주입층/정공 수송층/버퍼층, 정공 주입층/버퍼층, 정공 수송층/버퍼층 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송 영역이 정공 주입층을 포함할 경우, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여, 상기 제1전극(110) 상부에 상기 정공 주입층을 형성할 수 있다.
진공 증착법에 의하여 정공 주입층을 형성할 경우, 증착 조건은, 예를 들면, 약 100 내지 약 500℃의 증착 온도, 약 10-8 내지 약 10-3torr의 진공도 및 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 증착 속도 범위 내에서, 증착하고자 하는 정공 주입층용 화합물 및 형성하고자 하는 정공 주입층 구조를 고려하여 선택될 수 있다.
스핀 코팅법에 의하여 정공 주입층을 형성할 경우, 코팅 조건은 약 2000rpm 내지 약 5000rpm의 코팅 속도 및 약 80℃ 내지 200℃의 열처리 온도 범위 내에서, 증착하고자 하는 정공 주입층용 화합물 및 형성하고자 하는 정공 주입층 구조를 고려하여 선택될 수 있다.
상기 정공 수송 영역이 정공 수송층을 포함할 경우, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여, 제1전극(110) 상부 또는 정공 주입층 상부에 상기 정공 수송층을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 코팅법에 의하여 정공 수송층을 형성할 경우, 정공 수송층의 증착 조건 및 코팅 조건은 상기 정공 주입층의 증착 조건 및 코팅 조건을 참조한다.
상기 정공 수송 영역은, m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, 메틸화-NPB, TAPC, HMTPD, DNTPD, TCTA(4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine)), Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산), PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트)), 하기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 202로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
Figure 112015024908508-pat00062
Figure 112015024908508-pat00063
Figure 112015024908508-pat00064
<화학식 201>
Figure 112015024908508-pat00065
<화학식 202>
Figure 112015024908508-pat00066
상기 화학식 201 및 202 중,
L201 내지 L205에 대한 설명은 서로 독립적으로, 본 명세서 중 L1에 대한 설명을 참조하고;
xa1 내지 xa4는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
xa5는 1, 2, 3, 4 및 5 중에서 선택되고;
R201 내지 R205에 대한 설명은 서로 독립적으로, 본 명세서 중 R1에 대한 설명을 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 201 및 202 중,
L201 내지 L205는 서로 독립적으로,
페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-플루오레닐렌기, 벤조플루오렌기, 디벤조플루오렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 카바졸일렌기 및 트리아지닐렌기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸레닐렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 카바졸일렌기 및 트리아지닐렌기; 중에서 선택되고;
xa1 내지 xa4는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고;
xa5는 1, 2 또는 3이고;
R201 내지 R205는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 201로 표시되는 화합물은 하기 화학식 201A로 표시될 수 있다:
<화학식 201A>
Figure 112015024908508-pat00067
예를 들어, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물은 하기 화학식 201A-1로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201A-1>
Figure 112015024908508-pat00068
상기 화학식 202로 표시되는 화합물은 하기 화학식 202A로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 202A>
Figure 112015024908508-pat00069
상기 화학식 201A, 201A-1 및 202A 중 L201 내지 L203, xa1 내지 xa3, xa5 및 R202 내지 R204에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고, R211 및 R212는 R203에 대한 설명을 참조하고, R213 내지 R216은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 201A, 201A-1 및 202A 중, L201 내지 L203은 서로 독립적으로, 페닐렌기, 나프틸레닐렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오기레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 카바졸일렌기 및 트리아지닐렌기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸레닐렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오기레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 카바졸일렌기 및 트리아지닐렌기; 중에서 선택되고;
xa1 내지 xa3은 서로 독립적으로, 0 또는 1이고;
R203, R211 및 R212는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
R213 및 R214는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
R215 및 R216은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염,
C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
xa5는 1 또는 2이다.
상기 화학식 201A 및 201A-1 중 R213 및 R214는 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
상기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 202로 표시되는 화합물은 하기 화합물 HT1 내지 HT20을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112015024908508-pat00070
Figure 112015024908508-pat00071
Figure 112015024908508-pat00072
Figure 112015024908508-pat00073
상기 정공 수송 영역의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역이 정공 주입층 및 정공 수송층을 모두 포함한다면, 상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å이고, 상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역, 정공 주입층 및 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 상술한 바와 같은 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하-생성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 전하-생성 물질은 상기 정공 수송 영역 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다.
상기 전하-생성 물질은 예를 들면, p-도펀트일 수 있다. 상기 p-도펀트는 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 p-도펀트의 비제한적인 예로는, 테트라시아노퀴논다이메테인(TCNQ) 및 2,3,5,6-테트라플루오로-테트라시아노-1,4-벤조퀴논다이메테인(F4-TCNQ) 등과 같은 퀴논 유도체; 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물; 및 하기 화합물 HT-D1 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화합물 HT-D1> <F4-TCNQ>
Figure 112015024908508-pat00074
Figure 112015024908508-pat00075
상기 정공 수송 영역은 상술한 바와 같은 정공 주입층 및 정공 수송층 외에, 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시키는 역할을 수 있다. 상기 버퍼층에 포함되는 물질로는 정공 수송 영역에 포함될 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 전자 저지층은 전자 수송 영역으로부터의 전자 주입을 방지하는 역할을 하는 층이다.
상기 제1전극(110) 상부 또는 정공 수송 영역 상부에 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 발광층을 형성한다. 진공 증착법 및 스핀 코팅법에 의해 발광층을 형성할 경우, 발광층의 증착 조건 및 코팅 조건은 상기 정공 주입층의 증착 조건 및 코팅 조건을 참조한다.
상기 유기 발광 소자(10)가 풀 컬러 유기 발광 소자일 경우, 발광층, 개별 부화소별로, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 또는, 상기 발광층은, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층된 구조를 갖거나, 적색광 발출 물질, 녹색광 발출 물질 및 청색광 방출 물질이 층구분없이 혼합된 구조를 가져, 백색광을 방출할 수 있다.
상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 호스트는 상기 화학식 1로 표시되는 복소환 화합물을 포함할 수 있다.
상기 호스트는 상기 화학식 1로 표시되는 복소환 화합물 외에, 하기 TPBi, TBADN, ADN("DNA"라고도 함), CBP, CDBP 및 TCP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
Figure 112015024908508-pat00076
상기 도펀트는 형광 도펀트 및 인광 도펀트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 인광 도펀트는 하기 화학식 401로 표시되는 유기금속 착체를 포함할 수 있다:
<화학식 401>
Figure 112015024908508-pat00077
상기 화학식 401 중,
M은 이리듐(Ir), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb) 및 톨륨(TM) 중에서 선택되고;
X401 내지 X404는 서로 독립적으로, 질소 원자 또는 탄소 원자이고;
A401 및 A402 고리는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 나프탈렌, 치환 또는 비치환된 플루오렌, 치환 또는 비치환된 스파이로-플루오렌, 치환 또는 비치환된 인덴, 치환 또는 비치환된 피롤, 치환 또는 비치환된 티오펜, 치환 또는 비치환된 퓨란(furan), 치환 또는 비치환된 이미다졸, 치환 또는 비치환된 피라졸, 치환 또는 비치환된 티아졸, 치환 또는 비치환된 이소티아졸, 치환 또는 비치환된 옥사졸, 치환 또는 비치환된 이속사졸(isooxazole), 치환 또는 비치환된 피리딘, 치환 또는 비치환된 피라진, 치환 또는 비치환된 피리미딘, 치환 또는 비치환된 피리다진, 치환 또는 비치환된 퀴놀린, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀린, 치환 또는 비치환된 벤조퀴놀린, 치환 또는 비치환된 퀴녹살린, 치환 또는 비치환된 퀴나졸린, 치환 또는 비치환된 카바졸, 치환 또는 비치환된 벤조이미다졸, 치환 또는 비치환된 벤조퓨란(benzofuran), 치환 또는 비치환된 벤조티오펜, 치환 또는 비치환된 이소벤조티오펜, 치환 또는 비치환된 벤조옥사졸, 치환 또는 비치환된 이소벤조옥사졸, 치환 또는 비치환된 트리아졸, 치환 또는 비치환된 옥사디아졸, 치환 또는 비치환된 트리아진, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란(dibenzofuran) 및 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜 중에서 선택되고;
상기 치환된 벤젠, 치환된 나프탈렌, 치환된 플루오렌, 치환된 스파이로-플루오렌, 치환된 인덴, 치환된 피롤, 치환된 티오펜, 치환된 퓨란, 치환된 이미다졸, 치환된 피라졸, 치환된 티아졸, 치환된 이소티아졸, 치환된 옥사졸, 치환된 이속사졸, 치환된 피리딘, 치환된 피라진, 치환된 피리미딘, 치환된 피리다진, 치환된 퀴놀린, 치환된 이소퀴놀린, 치환된 벤조퀴놀린, 치환된 퀴녹살린, 치환된 퀴나졸린, 치환된 카바졸, 치환된 벤조이미다졸, 치환된 벤조퓨란, 치환된 벤조티오펜, 치환된 이소벤조티오펜, 치환된 벤조옥사졸, 치환된 이소벤조옥사졸, 치환된 트리아졸, 치환된 옥사디아졸, 치환된 트리아진, 치환된 디벤조퓨란 및 치환된 디벤조티오펜의 적어도 하나의 치환기는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시(aryloxy)기, C6-C60아릴티오(arylthio)기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q401)(Q402), -Si(Q403)(Q404)(Q405) 및 -B(Q406)(Q407) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q411)(Q412), -Si(Q413)(Q414)(Q415) 및 -B(Q416)(Q417) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-N(Q421)(Q422), -Si(Q423)(Q424)(Q425) 및 -B(Q426)(Q427); 중에서 선택되고;
L401은 유기 리간드이고;
xc1은 1, 2 또는 3이고;
xc2는 0, 1, 2 또는 3이고;
Q401 내지 Q407, Q411 내지 Q417 및 Q421 내지 Q427은 서로 독립적으로, 서로 독립적으로, 수소, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C6-C60아릴기 및 C1-C60헤테로아릴기 중에서 선택되고;
상기 L401은 임의의 1가, 2가 또는 3가의 유기 리간드일 수 있다. 예를 들어, L401은 할로겐 리간드(예를 들면, Cl, F), 디케톤 리간드(예를 들면, 아세틸아세토네이트, 1,3-디페닐-1,3-프로판디오네이트, 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이트, 헥사플루오로아세토네이트), 카르복실산 리간드(예를 들면, 피콜리네이트, 디메틸-3-피라졸카르복실레이트, 벤조에이트), 카본 모노옥사이드 리간드, 이소니트릴 리간드, 시아노 리간드 및 포스포러스 리간드(예를 들면, 포스핀(phosphine), 포스파이트(phosphaite)) 중 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 401 중 A401가 2 이상의 치환기를 가질 경우, A401의 2 이상의 치환기를 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
상기 화학식 401 중 A402가 2 이상의 치환기를 가질 경우, A402의 2 이상의 치환기를 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
상기 화학식 401 중 xc1이 2 이상일 경우, 화학식 401 중 복수의 리간드
Figure 112015024908508-pat00078
는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 화학식 401 중 xc1이 2 이상일 경우, A401 및 A402는 각각 이웃하는 다른 리간드의 A401 및 A402와 각각 직접(directly) 또는 연결기(예를 들면, C1-C5알킬렌기, C2-C5알케닐렌기, -N(R')-(여기서, R'은 C1-C10알킬기 또는 C6-C20아릴기임) 또는 -C(=O)-)를 사이에 두고 연결될 수 있다.
상기 인광 도펀트는 하기 화합물 PD1 내지 PD74 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112015024908508-pat00079
Figure 112015024908508-pat00080
Figure 112015024908508-pat00081
Figure 112015024908508-pat00082
Figure 112015024908508-pat00083
Figure 112015024908508-pat00084
Figure 112015024908508-pat00085
Figure 112015024908508-pat00086
Figure 112015024908508-pat00087
Figure 112015024908508-pat00088
Figure 112015024908508-pat00089
Figure 112015024908508-pat00090
Figure 112015024908508-pat00091
또는, 상기 인광 도펀트는 하기 PtOEP를 포함할 수 있다:
Figure 112015024908508-pat00092
상기 발광층 중 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부에 대하여, 약 0.01 내지 약 15 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
다음으로 발광층 상부에 전자 수송 영역이 배치될 수 있다.
상기 전자 수송 영역은, 정공 저지층, 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역은, 발광층으로부터 차례로 적층된 전자 수송층/전자 주입층 또는 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 수송 영역은 정공 저지층을 포함할 수 있다. 상기 정공 저지층은, 발광층이 인광 도펀트를 사용할 경우, 삼중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여, 형성할 수 있다.
상기 전자 수송 영역이 정공 저지층을 포함할 경우, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여, 상기 발광층 상부에 상기 정공 저지층을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 코팅법에 의해 정공 저지층을 형성할 경우, 정공 저지층의 증착 조건 및 코팅 조건은 상기 정공 주입층의 증착 조건 및 코팅 조건을 참조한다.
상기 정공 저지층은 예를 들면, 하기 BCP 및 Bphen 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112015024908508-pat00093
상기 정공 저지층의 두께는 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송 영역은 전자 수송층을 포함할 수 있다. 상기 전자 수송층은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여, 상기 발광층 상부 또는 정공 저지층 상부에 형성될 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 코팅법에 의해 전자 수송층을 형성할 경우, 전자 수송층의 증착 조건 및 코팅 조건은 상기 정공 주입층의 증착 조건 및 코팅 조건을 참조한다.
상기 전자 수송층은 상기 BCP, Bphen 및 하기 Alq3, Balq, TAZ 및 NTAZ 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure 112015024908508-pat00094
또는, 상기 전자 수송층은 하기 화학식 601로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
<화학식 601>
Ar601-[(L601)xe1-E601]xe2
상기 화학식 601 중,
Ar601은 본 명세서 중 Ar301에 대한 설명을 참조하고;
L601에 대한 설명은 본 명세서 중 L201에 대한 설명을 참조하고;
E601은,
피롤일기(pyrrolyl), 티오페닐기(thiophenyl), 퓨라닐기(furanyl), 이미다졸일기(imidazolyl), 피라졸일기(pyrazolyl), 티아졸일기(thiazolyl), 이소티아졸일기(isothiazolyl), 옥사졸일기(oxazolyl), 이속사졸일기(isooxazolyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 인다졸일기(indazolyl), 푸리닐기(purinyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 이소퀴놀리닐기(isoquinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 프탈라지닐기(phthalazinyl), 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl), 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 아크리디닐기(acridinyl), 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl), 페나지닐기(phenazinyl), 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 벤조퓨라닐기(benzofuranyl), 벤조티오페닐기(benzothiophenyl), 이소벤조티아졸일기(isobenzothiazolyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 이소벤조옥사졸일기(isobenzooxazolyl), 트리아졸일기(triazolyl), 테트라졸일기(tetrazolyl), 옥사디아졸일기(oxadiazolyl), 트리아지닐기(triazinyl), 디벤조퓨라닐기(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기; 중에서 선택되고;
xe1은 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
xe2는 1, 2, 3 및 4 중에서 선택된다.
또는, 상기 전자 수송층은 하기 화학식 602로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
<화학식 602>
Figure 112015024908508-pat00095
상기 화학식 602 중,
X611은 N 또는 C-(L611)xe611-R611이고, X612는 N 또는 C-(L612)xe612-R612이고, X613은 N 또는 C-(L613)xe613-R613이고, X611 내지 X613 중 적어도 하나는 N이고;
L611 내지 L616 각각에 대한 설명은 본 명세서 중 L201에 대한 설명을 참조하고;
R611 내지 R616은 서로 독립적으로,
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
xe611 내지 xe616은 서로 독립적으로, 0, 1, 2 및 3 중에서 선택된다.
상기 화학식 601로 표시되는 화합물 및 602로 표시되는 화합물은 하기 화합물 ET1 내지 ET16 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure 112015024908508-pat00096
Figure 112015024908508-pat00097
Figure 112015024908508-pat00098
Figure 112015024908508-pat00099
Figure 112015024908508-pat00100
Figure 112015024908508-pat00101
상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송층은 상술한 바와 같은 물질 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 금속-함유 물질은 Li 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체는, 예를 들면, 하기 화합물 ET-D1(리튬 퀴놀레이트, LiQ) 또는 ET-D2을 포함할 수 있다.
Figure 112015024908508-pat00102
상기 전자 수송 영역은, 제2전극(190)으로부터의 전자 주입을 용이하게 하는 전자 주입층을 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여, 상기 전자 수송층 상부에 형성될 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 코팅법에 의해 전자 주입층을 형성할 경우, 전자 주입층의 증착 조건 및 코팅 조건은 상기 정공 주입층의 증착 조건 및 코팅 조건을 참조한다.
상기 전자 주입층은, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 및 LiQ 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같은 유기층(150) 상부에는 제2전극(190)이 배치되어 있다. 상기 제2전극(190)은 전자 주입 전극인 캐소드(Cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 제2전극(190)용 물질로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 제2전극(190)용 물질의 구체적인 예에는, 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등이 포함될 수 있다. 또는, 상기 제2전극(190)용 물질로서 ITO 또는 IZO 등을 사용할 수 있다. 상기 제2전극(190)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다.
이상, 상기 유기 발광 소자를 도 1을 참조하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중 C1-C60알킬기는 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 구체적인 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, ter-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C1-C60알킬렌기는 상기 C1-C60알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C60알콕시기는 -OA101(여기서, A101은 상기 C1-C60알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다.
본 명세서 중 C2-C60알케닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 이중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알케닐렌기는 상기 C2-C60알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C2-C60알키닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 삼중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에티닐기(ethynyl), 프로피닐기(propynyl), 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알키닐렌기는 상기 C2-C60알키닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알킬기는 탄소수 3 내지 10의 1가 포화 탄화수소 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알킬렌기는 상기 C3-C10시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐기는 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 가지나, 방향족성(aromacity)을 갖지 않는 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐렌기는 상기 C3-C10시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C1-C10헤테로시클로알케닐기의 구체예는, 2,3-히드로퓨라닐기, 2,3-히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C6-C60아릴기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, C6-C60아릴렌기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 C6-C60아릴기의 구체예는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기 등을 포함한다. 상기 C6-C60아릴기 및 C6-C60아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C1-C60헤테로아릴기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, C1-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기의 구체예는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기 및 C1-C60헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C6-C60아릴옥시기는 -OA102(여기서, A102는 상기 C6-C60아릴기임)를 가리키고, 상기 C6-C60아릴티오기(arylthio)는 -SA103(여기서, A103은 상기 C6-C60아릴기기임)를 가리킨다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 축합다환 그룹은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함(예를 들어, 탄소수는 8 내지 60일 수 있음)하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 비-방향족 축합다환 그룹의 구체예는 플루오레닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소(예를 들어, 탄소수는 2 내지 60일 수 있음) 외에 N, O, P 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은, 카바졸일기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 상기 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 적어도 하나의 치환기는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q21)(Q22), -Si(Q23)(Q24)(Q25) 및 -B(Q26)(Q27) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-N(Q31)(Q32), -Si(Q33)(Q34)(Q35) 및 -B(Q36)(Q37); 중에서 선택되고;
Q11 내지 Q17, Q21 내지 Q27 및 Q31 내지 Q37는 서로 독립적으로, 수소, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 적어도 하나의 치환기는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C30알킬기, C2-C30알케닐기, C2-C30알키닐기 및 C1-C30알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C30아릴기, C6-C30아릴옥시기, C6-C30아릴티오기, C1-C30헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C30알킬기, C2-C30알케닐기, C2-C30알키닐기 및 C1-C30알콕시기;
시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C30알킬기, C2-C30알케닐기, C2-C30알키닐기 및 C1-C30알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C30아릴기, C6-C30아릴옥시기, C6-C30아릴티오기, C1-C30헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q21)(Q22), -Si(Q23)(Q24)(Q25) 및 -B(Q26)(Q27) 중 적어도 하나로 치환된, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기; 및
-N(Q31)(Q32), -Si(Q33)(Q34)(Q35) 및 -B(Q36)(Q37); 중에서 선택되고;
Q11 내지 Q17 및 Q31 내지 Q37은 서로 독립적으로, 수소, C1-C30알킬기, C2-C30알케닐기, C2-C30알키닐기, C1-C30알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헵세닐기, 시클로헵테닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 화합물 및 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 합성예 중 "'A' 대신 'B'를 사용하였다"란 표현 중 'B'의 사용량과 'A'의 사용량은 몰당량 기준으로 동일하다.
[실시예]
합성예 1: 화합물 4의 합성
1) 반응식 1-1: 중간체 1-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00103
1L 반응기에 2-아미노벤조니트릴 35.1 g (297 mmol), N-브로모썩신이미드 55.56 g (312 mmol) 및 디메틸포름아마이드 350 mL를 넣고 4시간 동안 교반하였다. 증류수를 넣은 후, 반응액을 여과하여 얻어진 고체를 컬럼크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-a 54.2 g (수율 92.6 %)을 얻었다.
2) 반응식 1-2: 중간체 1-b의 합성
Figure 112015024908508-pat00104
2L 반응기에 상기 중간체 1-a 50 g (254 mmol), 페닐 보론산 40.2 g (330 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 13.3 g (12.0 mmol), 탄산칼륨 70.1 g (508 mmol), 1,4-다이옥산 250 mL, 톨루엔 250 mL 및 증류수 100 mL를 넣고 100 ℃에서 12시간 동안 교반하였다. 상온으로 냉각한 후, 에틸아세테이트를 사용하여 추출하였다. 모아진 유기층을 감압농축한 후 컬럼크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-b 45 g (수율 91 %)을 얻었다.
3) 반응식 1-3: 중간체 1-c의 합성
Figure 112015024908508-pat00105
2L 반응기에 상기 중간체 1-b 45.0 g (232 mmol), 테트라하이드로퓨란 450 mL를 넣고 교반하였다. 0 ℃로 냉각한 후, 3M의 페닐마그네슘브로마이드 88.2 mL (487 mmol)를 적가한 다음, 3시간 동안 환류시켰다. 0 ℃로 냉각한 후, 에틸클로로포메이트 44.3 g (732 mmol)을 테트라하이드로퓨란 200 mL에 녹인 용액을 상기 반응기에 적가한 다음 2시간 동안 환류시켰다. 0 ℃로 냉각한 후 포화 염화암모늄 수용액을 넣은 다음 에틸아세테이트와 물을 사용하여 추출하였다. 모아진 유기층을 감압농축한 후 컬럼크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-c 46 g (수율 80 %)을 얻었다.
4) 반응식 1-4: 중간체 1-d의 합성
Figure 112015024908508-pat00106
2L 반응기에 상기 중간체 1-c 40 g (134 mmol) 및 포스포러스 옥시클로라이드 500 mL를 넣고 5시간 동안 환류시켰다. 0 ℃로 냉각한 후, 증류수를 적가하였다. 반응액을 여과하여 얻어진 고체를 컬럼크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-d 30.5 g (수율 70.6 %)을 얻었다.
5) 반응식 1-5: 중간체 1-e의 합성
Figure 112015024908508-pat00107
2L 반응기에 벤조싸이오펜 144 g (554 mmol) 및 테트라하이드로퓨란1000 mL을 넣고 교반하였다. -78 ℃ 로 냉각한 후, n-부틸리튬 (1.6M 헥산용액) 415 mL를 적가한 다음 1시간 동안 교반하였다. 상온으로 승온하여 12 시간 동안 교반한 후, -78 ℃ 로 냉각하고 트리메틸보레이트 80.3 mL (664 mmol)를 적가한 다음 상온으로 승온하여 2시간 동안 교반하였다. -0 ℃ 로 냉각한 후, 2N 염산 수용액을 넣은 다음 에틸아세테이트와 증류수를 사용하여 추출하였다. 모아진 유기층을 감압농축한 후 헥산을 넣고 교반한 다음 여과하여 중간체 1-e 86 g (수율 87.3 %) 를 얻었다.
6) 반응식 1-6: 중간체 1-f의 합성
Figure 112015024908508-pat00108
2L 반응기에 2-브로모 메틸벤조에이트 75 g (349 mmol), 중간체 1-e 80.7 g (453 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 10.1 g (9 mmol), 탄산칼륨 120.5 g (872 mmol), 1,4-다이옥산 370 mL, 톨루엔 370 mL 및 증류수 160 mL를 넣고 100 ℃에서 12시간 동안 교반하였다. 상온으로 냉각한 후, 에틸아세테이트를 사용하여 추출하였다. 모아진 유기층을 감압 농축한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-f 80 g (수율 85.9 %)을 얻었다.
7) 반응식 1-7: 중간체 1-g의 합성
Figure 112015024908508-pat00109
2L 반응기에 상기 중간체 1-f 80 g (298 mmol) 및 테트라하이드로퓨란 800 mL를 넣고 교반하였다. 0 ℃로 냉각한 후, 3M의 메틸마그네슘브로마이드 348 mL (1043 mmol)를 적가한 후, 3시간 동안 환류시켰다. 포화 염화암모늄 수용액을 넣고 에틸아세테이트와 물을 사용하여 추출하였다. 모아진 유기층을 감압농축한 후, 인산 270 mL를 넣고 12 시간동안 교반하였다. 메틸렌클로라이드와 증류수를 사용하여 유기층을 추출한 후, 감압농축한 다음 컬럼크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-g 55 g (수율 78.1 %)을 얻었다.
8) 반응식 1-8: 중간체 1-h의 합성
Figure 112015024908508-pat00110
2L 반응기에 상기 중간체 1-g 110 g (439 mmol) 및 테트라하이드로퓨란 1100 mL를 넣고 교반하였다. -78 ℃로 냉각한 후, n-부틸리튬 (1.6M 헥산용액) 302 mL (483 mmol) 를 적가한 다음 상온으로 승온하여 12 시간 동안 교반하였다. 요오드 134 g (530 mmol)을 넣은 후, 상온으로 승온하여 2시간 동안 교반하였다. 소듐싸이오설페이트 수용액을 넣고 에틸아세테이트와 증류수를 사용하여 유기층을 추출하였다. 유기층을 감압농축한 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-h 127 g (수율 76.9 %) 을 얻었다..
9) 반응식 1-9: 중간체 1-i의 합성
Figure 112015024908508-pat00111
2L 반응기에 상기 중간체 1-h 127 g (338 mmol), 2-브로모아닐린 70 g (407mmol), 다이팔라듐 아세테이트 0.9 g (4 mmol), 잔트포스 7.1 g (12 mmol), 세슘카보네이트 154 g (472 mmol) 및 톨루엔 1000 mL를 넣고 12 시간 동안 환류시켰다. 고온에서 여과한 후, 여액을 감압 농축한 다음 컬럼크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-i 100 g (수율 70 %)을 얻었다.
10) 반응식 1-10: 중간체 1-j의 합성
Figure 112015024908508-pat00112
2L 반응기에 상기 중간체 1-I 75 g (178 mmol), 트리사이클로헥실포스핀 테트라플루오로보레이트 1.3 g (4 mmol), 다이팔라듐 아세테이트 0.4 g (2 mmol), 탄산칼륨 49.3 g (357 mmol) 및 톨루엔 1000 mL를 넣고 12 시간 동안 환류시켰다. 고온에서 여과한 후, 여액을 감압 농축한 다음 컬럼크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-j 50 g (수율 82.6 %)을 얻었다.
11) 반응식 1-11: 화합물 4의 합성
Figure 112015024908508-pat00113
300 mL 반응기에 상기 중간체1-j 10 g (29 mmol), 중간체 1-d 12.1 g (33 mmol), 트리스(다이벤지리덴아세톤) 다이팔라듐 0.5 g (0.6 mmol), 트리터셔리 부틸포스포늄 테트라플루오로보레이트 0.9 g (3 mmol), 소듐터셔리부톡사이드 5.7 g (60 mmol) 및 자일렌 70 mL를 넣고 12 시간 동안 환류시켰다. 고온에서 여과한 후, 여액을 감압농축한 다음 컬럼크로마토그래피로 분리하여 화합물 4 7g (수율 38.3 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 620
합성예 2: 화합물 7의 합성
1) 반응식 2-1: 중간체 2-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00114
합성예 1 중 반응식 1-3에서 사용한 중간체 1-b 대신 2-아미노벤조니트릴을 사용하고 3M의 페닐마그네슘브로마이드 대신 4-바이페닐마그네슘브로마이드를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 2-a 43.7 g (수율 77.6 %)을 얻었다.
2) 반응식 2-2: 중간체 2-b의 합성
Figure 112015024908508-pat00115
합성예 1 중 반응식 1-4에서 사용한 중간체 1-c 대신 중간체 2-a를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 2-b 29.7 g (수율 80.2 %)을 얻었다.
3) 반응식 2-3: 화합물 7의 합성
Figure 112015024908508-pat00116
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-d 대신 중간체 2-b를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 7 6.7 g (수율 36.7 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 620
합성예 3: 화합물 12의 합성
1) 반응식 3-1: 중간체 3-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00117
합성예 1 중 반응식 1-3에서 사용한 중간체 1-b 대신 2-아미노벤조니트릴를 사용하고 3M의 페닐마그네슘브로마이드 대신 페닐-d5-마그네슘브로마이드를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 3-a 51 g (수율 78.3 %)을 얻었다.
2) 반응식 3-2: 중간체 3-b의 합성
Figure 112015024908508-pat00118
합성예 1 중 반응식 1-4에서 사용한 중간체 1-c 대신 중간체 3-a를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 3-b 31 g (수율 57.8 %)을 얻었다.
3) 반응식 3-3: 화합물 12의 합성
Figure 112015024908508-pat00119
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-d 대신 중간체 3-b를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 12 8.4 g (수율 31.7 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 549
합성예 4: 화합물 15의 합성
1) 반응식 4-1: 중간체 4-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00120
1L 반응기에 2-아미노벤조니트릴 20.0 g (169 mmol) 및 테트라하이드로퓨란 200 mL를 넣고 0℃에서 3M의 페닐마그네슘브로마이드 113 mL (339 mmol)을 천천히 적가한 후 3시간 환류시켰다. 2-아미노벤조니트릴이 반응기에서 사라진 것을 확인 한 후, 다시 0℃로 냉각한 후 4-브로모벤조일클로라이드 44.58 g (0.203 mmol) 을 테트라하이드로퓨란 200 mL에 녹인 용액을 천천히 적가하여 2시간 동안 환류시켰다. 상기 반응기에 암모늄클로라이드 수용액을 넣고, 에틸아세테이트와 물로 추출하고 유기층을 감압 농축한 후 컬럼크로마토그래피로 분리하여 중간체 4-a 25 g (수율 40.8 %)을 얻었다.
2) 반응식 4-2: 화합물 15의 합성
Figure 112015024908508-pat00121
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-d 대신 중간체 4-a를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 15 5.2 g (수율 27.6 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 620
합성예 5: 화합물 16의 합성
1) 반응식 5-1: 중간체 5-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00122
합성예 4 중 [반응식 4-1]에서 사용한 4-브로모벤조일 클로라이드 대신 3-브로모벤조일 클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 5-a 37 g (수율 60.3 %)을 얻었다.
2) 반응식 5-2: 화합물 16의 합성
Figure 112015024908508-pat00123
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-d 대신 중간체 5-a를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 16 8.4 g (수율 31.8 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 620
합성예 6: 화합물 24의 합성
1) 반응식 6-1: 중간체 6-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00124
2L 반응기에 에틸 시아노아세테이트 139.8 g (1.236 mol), 포타슘 시아나이드 29.5 g (0.453 mol), 포타슘 하이드록사이드 46.2 g (0.824 mol) 및 디메틸포름아마이드 920 mL를 첨가한 후 10 ℃ 에서 20분 동안 교반하였다. 1-니트로나프탈렌 92 g (412 mol)을 상기 반응기에 넣고 60 ℃에서 4시간 동안 교반하였다. 상기 반응물에서 용매를 농축한 다음 10% 소듐 하이드록사이드 수용액을 600 mL을 넣고 1시간 동안 환류 교반하였다. 고체를 여과하고 메틸렌 클로라이드 및 헵탄으로 컬럼크로마토그래피를 하여 화학식 6-a 50 g (수율 60 %)을 얻었다.
2) 반응식 6-2: 중간체 6-b의 합성
Figure 112015024908508-pat00125
합성예 1 중 반응식 1-3에서 사용한 중간체 1-b 대신 상기 반응식 6-1에서 얻은 중간체 6-1를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 6-a 50 g (수율 60 %)을 얻었다.
3) 반응식 6-3: 중간체 6-c의 합성
Figure 112015024908508-pat00126
합성예 1 중 반응식 1-4에서 사용한 중간체 1-c 대신 중간체 6-b를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 6-c 30.5 g (수율 70.6 %)을 얻었다.
4) 반응식 6-4: 화합물 24의 합성
Figure 112015024908508-pat00127
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-d 대신 중간체 6-c를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 24 6.8 g (수율 35.1 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 594
합성예 7: 화합물 26의 합성
1) 반응식 7-1: 중간체 7-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00128
반응기에 중간체 1-h 28 g (74 mmol), 2-니트로페닐보레이트 24.1 g (97 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 2.2 g (0.19 mmol), 탄산칼륨 25.7 g (186 mmol), 1,4-다이옥산 140 mL, 톨루엔 140 mL 및 증류수 50 mL를 넣고 100 ℃에서 12시간 동안 교반시켰다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각한 후 에틸아세테이트로 추출하여 유기층을 농축 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 중간체 7-a 20.7 g (수율 74.9 %)을 얻었다.
2) 반응식 7-2: 중간체 7-b의 합성
Figure 112015024908508-pat00129
반응기에 중간체 7-a 20.7 g (27 mmol), 트리페닐포스핀 21.2 g (81 mmol) 및 디클로로벤젠 200 mL를 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응이 종료되면 뜨거운 상태에서 감압 여과하였다. 용액을 감압 건조 후에 컬럼크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-I 12.9 g (수율 68.2 %)을 얻었다.
3) 반응식 7-3: 화합물 26의 합성
Figure 112015024908508-pat00130
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-d 대신 중간체 6-c를 사용하고 중간체 1-j 대신 중간체 7-b를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 26 9.3 g (수율 34.8 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 594
합성예 8: 화합물 33의 합성
1) 반응식 8-1: 중간체 8-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00131
합성예 1 중 반응식 1-3에서 사용한 중간체 1-b 대신 2-아미노벤조니트릴를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 8-a 48.2 g (수율 75.7 %)을 얻었다.
2)반응식 8-2: 중간체 8-b의 합성
Figure 112015024908508-pat00132
합성예 1 중반응식 1-4에서 사용한 중간체 1-c 대신 중간체 8-a를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 8-b 32.1 g (수율 68.4 %)을 얻었다.
3) 반응식 8-3: 중간체 8-c의 합성
Figure 112015024908508-pat00133
합성예 1 중 반응식 1-5에서 사용한 벤조싸이오펜 대신 벤조퓨란을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 8-c 123.4 g (수율 87.4 %)을 얻었다.
4) 반응식 8-4: 중간체 8-d의 합성
Figure 112015024908508-pat00134
합성예 1 중 반응식 1-6에서 중간체 1-e 대신 중간체 8-c를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 8-d 106.2 g (수율 79.3 %)을 얻었다.
5) 반응식 8-5: 중간체 8-e의 합성
Figure 112015024908508-pat00135
합성예 1 중 반응식 1-7에서 중간체 1-f 대신 상기 중간체 8-d를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 함성하여 중간체 8-e 84.3 g (수율 75.5 %)을 얻었다.
6) 반응식 8-6: 중간체 8-f의 합성
Figure 112015024908508-pat00136
합성예 1 중 반응식 1-8에서 중간체 1-g 대신 중간체 8-d를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 8-f 110.6 g (수율 80.9 %)을 얻었다.
7) 반응식 8-7: 중간체 8-g의 합성
Figure 112015024908508-pat00137
합성예 1 중 반응식 1-9에서 중간체 1-h 대신 상기 중간체 8-f를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 8-g 85.3 g (수율 74.5 %)을 얻었다.
8) 반응식 8-8: 중간체 8-h의 합성
Figure 112015024908508-pat00138
합성예 1 중 반응식 1-10에서 중간체 1-i 대신 중간체 8-g를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 8-h 31.5 g (수율 74.2 %)을 얻었다.
9) 반응식 8-9: 화합물 33의 합성
Figure 112015024908508-pat00139
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-d 대신 중간체 8-b를 사용하고 중간체 1-j 대신 중간체 8-h를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 33 6.2 g (수율 31.8 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 528
합성예 9: 화합물 34의 합성
1) 반응식 9-1: 화합물 34의 합성
Figure 112015024908508-pat00140
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-d 대신 중간체 6-c를 사용하고 중간체 1-j 대신 중간체 8-h를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 34 8.6 g (수율 29.7 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 578
합성예 10: 화합물 35의 합성
1) 반응식 10-1: 화합물 35의 합성
Figure 112015024908508-pat00141
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-j 대신 중간체 8-h를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 35 7.2 g (수율 28.5 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 578
합성예 11: 화합물 44의 합성
1) 반응식 11-1: 중간체 11-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00142
합성예 1 중 반응식 1-7에서 3M의 메틸마그네슘브로마이드 대신 3M의 페닐마그네슘브로마이드를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 11-a 42.7 g (수율 80.6 %)을 얻었다.
2) 반응식 11-2: 중간체 11-b의 합성
Figure 112015024908508-pat00143
합성예 1 중 반응식 1-8에서 중간체 1-g 대신 중간체 11-a를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 11-b 49.3 g (수율 76.4 %)을 얻었다.
3) 반응식 11-3: 중간체 11-c의 합성
Figure 112015024908508-pat00144
합성예 1 중 반응식 1-9에서 중간체 1-h 대신 중간체 11-b를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 11-c 37.2 g (수율 69.7 %)을 얻었다.
4) 반응식 11-4: 중간체 11-d의 합성
Figure 112015024908508-pat00145
합성예 1 중 반응식 1-10에서 중간체 1-i 대신 중간체 11-c를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 11-d 27.3 g (수율 70.4 %)을 얻었다.
5) 반응식 11-5: 화합물 44의 합성
Figure 112015024908508-pat00146
합성예 1 중 반응식 1-11에서 중간체 1-j 대신 중간체 11-d를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 44 6.7 g (수율 37.4 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 668
합성예 12: 화합물 47의 합성
1) 반응식 12-1: 중간체 12-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00147
합성예 1 중 반응식 1-9에서 2-브로모아닐린 대신 2-브로모-1-나프탈렌아민을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 12-a 35.7 g (수율 73.1 %)을 얻었다.
2) 반응식 12-2: 중간체 12-b의 합성
Figure 112015024908508-pat00148
합성예 1 중 반응식 1-10에서 중간체 1-i 대신 중간체 12-a를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 12-b 29.5 g (수율 68.4 %)을 얻었다.
3) 반응식 12-3: 화합물 47의 합성
Figure 112015024908508-pat00149
합성예 1 중 반응식 1-11에서 중간체 1-j 대신 상기 중간체 12-b를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 47 4.8 g (수율 41.9 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 594
합성예 13: 화합물123의 합성
1) 반응식 13-1: 중간체 13-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00150
합성예 1 중 반응식 1-6에서 2-브로모 메틸벤조에이트 대신 1-브로모-2-니트로벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 13-a 65 g (수율 64.3 %)을 얻었다.
2) 반응식 13-2: 중간체 13-b의 합성
Figure 112015024908508-pat00151
합성예 7 중 반응식 7-2에서 사용한 중간체 7-a 대신 중간체 13-a를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 13-b 47 g (수율 82.7 %)을 얻었다.
3) 반응식 13-3: 중간체 13-c의 합성
Figure 112015024908508-pat00152
1L 반응기에 중간체 13-b 43.1 g (193 mmol), 아이오도벤젠47.3 g (232 mmol), 요오드구리 1.8 g (10 mmol), 인산칼륨 86.1 g과 1,2-시클로헥실디아민 46.3 g (405 mmol) 및 1,4-다이옥산 430 mL를 넣고 100 ℃에서 12시간 동안 교반하였다. 고온에서 여과한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 중간체 11-c 56 g (수율 96.9 %)을 얻었다.
4) 반응식 13-4: 중간체 13-d의 합성
Figure 112015024908508-pat00153
합성예 1 중 반응식 1-8에서 중간체 1-g 대신 중간체 13-c를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 13-d 64.2 g (수율 76.8 %)을 얻었다.
5) 반응식 13-5: 중간체 13-e의 합성
Figure 112015024908508-pat00154
합성예 1 중 반응식 1-9에서 중간체 1-h 대신 중간체 13-d를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 13-e 28.1 g (수율 71.6 %)을 얻었다.
6) 반응식 13-6: 중간체 13-f의 합성
Figure 112015024908508-pat00155
합성예 1 중 반응식 1-10에서 중간체 1-i 대신 중간체 13-e를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 13-f 18.9 g (수율 69.4 %)을 얻었다.
7) 반응식 13-7: 화합물 123의 합성
Figure 112015024908508-pat00156
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-j 대신 중간체 13-f를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 123 4.3 g (수율 42.9 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 593
합성예 14: 화합물 165의 합성
1) 반응식 14-1: 중간체 14-a의 합성
Figure 112015024908508-pat00157
2L 반응기에 2-브로모에틸아세테이트 100 g (465 mmol), 비스(피나콜레토)다이보론 177.1 g (698mmol), [1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센]다이클로로팔라듐 10.2 g (14 mmol), 포타슘아세테이트 136.9 g (1395 mmol) 및 톨루엔 1000 mL를 넣고 12 시간 동안 환류시켰다. 고온에서 여과한 후, 여액을 감압 농축한 다음 컬럼크로마토그래피로 분리하여 중간체 14-a]으로 표시되는 화합물 96 g (수율 78.8 %)을 얻었다.
2) 반응식 14-2: 중간체 14-b의 합성
Figure 112015024908508-pat00158
1 L 반응기에 벤조싸이오펜 35 g (261 mmol), 테트라하이드로퓨란 350 mL을 넣고 교반하였다. 0 ℃ 로 냉각한 후, N-브로모썩신이미드 55.7 g (313 mmol) 투입한 다음 1시간 동안 교반하였다. 상온으로 승온하여 12 시간 동안 교반한 후, 소듐싸이오셀파이트 수용액을 넣은 다음 에틸아세테이트와 증류수를 사용하여 유기층을 추출하였다. 유기층을 감압농축하여 중간체 14-b 43 g (수율 63.4 %) 를 얻었다.
3) 반응식 14-3: 중간체 14-c의 합성
Figure 112015024908508-pat00159
합성예 1 중 반응식 1-6에서 2-브로모 메틸벤조에이트 대신 중간체 14-b를 사용하고 중간체 1-e 대신 중간체 14-a를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 14-c 33 g (수율 65.3 %)을 얻었다.
4) 반응식 14-4: 중간체 14-d의 합성
Figure 112015024908508-pat00160
합성예 1 중 반응식 1-8에서 중간체 1-g 대신 중간체 14-c를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 14-d 42 g (수율 73.8 %)을 얻었다.
5) 반응식 14-5: 중간체 14-e의 합성
Figure 112015024908508-pat00161
합성예 1 중 반응식 1-8에서 중간체 1-g 대신 중간체 14-d를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 14-e 50 g (수율 75.3 %)을 얻었다.
6) 반응식 14-6: 중간체 14-f의 합성
Figure 112015024908508-pat00162
합성예 1 중 반응식 1-9에서 중간체 1-h 대신 중간체 14-e를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 14-f 45 g (수율 76.2 %)을 얻었다.
7) 반응식 14-7: 중간체 14-g의 합성
Figure 112015024908508-pat00163
합성예 1 중 반응식 1-10에서 중간체 1-i 대신 중간체 14-f를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 중간체 14-g 25 g (수율 67.1 %)을 얻었다.
8) 반응식 14-8: 화합물 165의 합성
Figure 112015024908508-pat00164
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-j 대신 중간체 13-g를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 165 6.3 g (수율 43.8 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 544
합성예 15: 화합물 351의 합성
1) 반응식 15-1: 화합물 351의 합성
Figure 112015024908508-pat00165
합성예 1 중 반응식 1-11에서 사용한 중간체 1-d 대신 2-브로모나프탈렌을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 351 5.4 g (수율 46.7 %)을 얻었다.
MS [M]+ : 466
실시예 1
ITO 글래스의 발광 면적이 2 mm x 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 상기 ITO 글래스를 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1x10-6 torr가 되도록 한 후 상기 ITO 글래스 상에 DNTPD(700Å), NPB(300Å), 화합물 3:RD-1 (90:10 중량비)(300Å), 화합물 ET16:Liq (1:1 중량비) (250Å), Liq(10Å), Al(1,000Å)의 순서로 성막하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
상기 DNTPD, NPB, RD-1, 화합물 ET16 및 Liq 의 구조는 다음과 같다.
Figure 112015024908508-pat00166
Figure 112015024908508-pat00167

실시예 2
발광층 형성시 화합물 3 대신 화합물 4를 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 3
발광층 형성시 화합물 3 대신 화합물 7을 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 4
발광층 형성시 화합물 3 대신 화합물 9를 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 5
발광층 형성시 화합물 3 대신 화합물 10을 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 6
발광층 형성시 화합물 3 대신 화합물 15를 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 7
발광층 형성시 화합물 3 대신 화합물 16ㅇ,ㄹ 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 8
발광층 형성시 화합물 3 대신 화합물 24를 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 9
발광층 형성시 화합물 3 대신 화합물 33을 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 10
발광층 형성시 화합물 3 대신 화합물 165를 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
발광층 형성시 화합물 3 대신 BAlq를 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112015024908508-pat00168
BAlq
평가예 1
상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1에서 제작된 유기 발광 소자의 구동 전압, 휘도, 색 좌표 및 수명(T95)을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. T95는 휘도가 초기휘도(3000 cd/m2)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
구분 호스트 구동 전압
(V)		 휘도
(Cd/m2)		 효율
(Cd/A)		 CIEx CIEy T95
(시간)
비교예1 BAlq 6.2 1470 14.7 0.665 0.334 40
실시예1 화합물 3 4.3 2500 25.0 0.665 0.334 540
실시예2 화합물 4 4.1 2010 20.1 0.665 0.334 500
실시예3 화합물 7 4.1 2290 22.9 0.665 0.334 400
실시예4 화합물 9 4.7 2500 25.0 0.666 0.333 500
실시예5 화합물 10 4.4 2510 25.1 0.665 0.334 540
실시예6 화합물 15 4.2 2430 24.3 0.664 0.335 380
실시예7 화합물 16 3.7 2120 21.2 0.665 0.334 370
실시예8 화합물 24 4.3 2470 24.7 0.665 0.334 400
실시예9 화합물 33 4.1 2130 21.3 0.665 0.335 320
실시예10 화합물 165 4.1 2000 20.0 0.665 0.335 400
상기 표 1로부터 실시예 1 내지 10의 유기 발광 소자의 구동 전압, 휘도 및 수명은 비교예 1의 유기 발광 소자의 구동 전압, 휘도 및 수명에 비하여 우수함을 확인할 수 있다.
10: 유기 발광 소자
110: 제1전극
150: 유기층
190: 제2전극

Claims (20)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 복소환 화합물:
    <화학식 1>
    Figure 112021115949792-pat00169

    <화학식 1a>
    Figure 112021115949792-pat00170

    <화학식 1b>
    Figure 112021115949792-pat00171

    상기 화학식 1, 1a 및 1b 중,
    A1은 CR1 및 질소 원자(N) 중에서 선택되고, A2는 CR2 및 N 중에서 선택되고, A3는 CR3 및 N 중에서 선택되고, A4는 CR4 및 N 중에서 선택되고, A5는 CR5 및 N 중에서 선택되고, A6는 CR6 및 N 중에서 선택되고, A7은 CR7 및 N 중에서 선택되고, A8은 CR8 및 N 중에서 선택되고, A9은 CR9 및 N 중에서 선택되고, A10은 CR10 및 N 중에서 선택되고, A11은 CR11 및 N 중에서 선택되고, A12은 CR12 및 N 중에서 선택되고;
    A1 내지 A12 중 인접한 두 개의 기는 상기 화학식 1a 및/또는 1b 중의 *과 연결되어 고리를 형성하고;
    L1은 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
    n1은 0, 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
    X1 및 X2는 서로 독립적으로, 단일 결합, O 및 S 중에서 선택되고,
    X3는 C(R17)(R18) 및 N(R17) 중에서 선택되고,
    Ar1 및 R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
    R1 내지 R18 중 인접한 두개의 기는 선택적으로(optionally) 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
    상기 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중 적어도 하나의 치환기는,
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q21)(Q22), -Si(Q23)(Q24)(Q25) 및 -B(Q26)(Q27) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
    -N(Q31)(Q32), -Si(Q33)(Q34)(Q35) 및 -B(Q36)(Q37); 중에서 선택되고;
    Q11 내지 Q17, Q21 내지 Q27 및 Q31 내지 Q37는 서로 독립적으로, 수소, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
  2. 제1항에 있어서,
    L1은 페닐렌(phenylene)기, 펜탈레닐렌(pentalenylene)기, 인데닐렌(indenylene)기, 나프틸렌(naphthylene)기, 아줄레닐렌(azulenylene)기, 헵탈레닐렌(heptalenylene)기, 인다세닐렌(indacenylene)기, 아세나프틸렌(acenaphthylene)기, 플루오레닐렌(fluorenylene)기, 스파이로-플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페날레닐렌(phenalenylene)기, 페난트레닐렌(phenanthrenylene)기, 안트라세닐렌(anthracenylene)기, 플루오란테닐렌(fluoranthenylene)기, 트리페닐레닐렌(triphenylenylene)기, 파이레닐렌(pyrenylene)기, 크라이세닐렌(chrysenylene)기, 나프타세닐렌(naphthacenylene)기, 피세닐렌(picenylene)기, 페릴레닐렌(perylenylene)기, 펜타페닐렌(pentaphenylene)기, 헥사세닐렌(hexacenylene)기, 펜타세닐렌(pentacenylene)기, 루비세닐렌(rubicenylene)기, 코로네닐렌(coronenylene)기, 오발레닐렌(ovalenylene)기, 피롤일렌(pyrrolylene)기, 티오페닐렌(thiophenylene)기, 퓨라닐렌(furanylene)기, 이미다졸일렌(imidazolylene)기, 피라졸일렌(pyrazolylene)기, 티아졸일렌(thiazolylene)기, 이소티아졸일렌(isothiazolylene)기, 옥사졸일렌(oxazolylene)기, 이속사졸일렌(isooxazolylene)기, 피리디닐렌(pyridinylene)기, 피라지닐렌(pyrazinylene)기, 피리미디닐렌(pyrimidinylene)기, 피리다지닐렌(pyridazinylene)기, 이소인돌일렌(isoindolylene)기, 인돌일렌(indolylene)기, 인다졸일렌(indazolylene)기, 푸리닐렌(purinylene)기, 퀴놀리닐렌(quinolinylene)기, 이소퀴놀리닐렌(isoquinolinylene)기, 벤조퀴놀리닐렌(benzoquinolinylene)기, 프탈라지닐렌(phthalazinylene)기, 나프티리디닐렌(naphthyridinylene)기, 퀴녹살리닐렌(quinoxalinylene)기, 퀴나졸리닐렌(quinazolinylene)기, 벤조퀴나졸리닐렌(benzoquinazolinylene)기, 시놀리닐렌(cinnolinylene)기, 카바졸일렌(carbazolylene)기, 페난트리디닐렌(phenanthridinylene)기, 아크리디닐렌(acridinylene)기, 페난트롤리닐렌(phenanthrolinylene)기, 페나지닐렌(phenazinylene)기, 벤조이미다졸일렌(benzoimidazolylene)기, 벤조퓨라닐렌(benzofuranylene)기, 벤조티오페닐렌(benzothiophenylene)기, 이소벤조티아졸일렌(isobenzothiazolylene)기, 벤조옥사졸일렌(benzooxazolylene)기, 이소벤조옥사졸일렌(isobenzooxazolylene)기, 트리아졸일렌(triazolylene)기, 테트라졸일렌(tetrazolylene)기, 옥사디아졸일렌(oxadiazolylene)기, 트리아지닐렌(triazinylene)기, 디벤조퓨라닐렌(dibenzofuranylene)기, 디벤조티오페닐렌(dibenzothiophenylene)기, 벤조카바졸일렌기 및 디벤조카바졸일렌기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 티아디아졸일기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 펜탈레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 인다세닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페날레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 펜타세닐렌기, 루비세닐렌기, 코로네닐렌기, 오발레닐렌기, 피롤일렌기, 티오페닐렌기, 퓨라닐렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일렌기, 옥사졸일렌기, 이속사졸일렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 이소인돌일렌기, 인돌일렌기, 인다졸일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 프탈라지닐렌기, 나프티리디닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 벤조퀴나졸리닐렌기, 시놀리닐렌기, 카바졸일렌기, 페난트리디닐렌기, 아크리디닐렌기, 페난트롤리닐렌기, 페나지닐렌기, 벤조이미다졸일렌기, 벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 이소벤조티아졸일렌기, 벤조옥사졸일렌기, 이소벤조옥사졸일렌기, 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 옥사디아졸일렌기, 트리아지닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기 및 디벤조카바졸일렌기; 중에서 선택되는, 복소환 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    L1은 페닐렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 벤조퀴나졸리닐렌기 및 트리아지닐렌기;
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, t-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 벤조퀴나졸리닐렌기 및 트리아지닐렌기; 중에서 선택되는, 복소환 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    L1은 하기 화학식 3-1 내지 3-22 중에서 선택되는 그룹(group)인, 복소환 화합물:
    Figure 112015024908508-pat00172

    Figure 112015024908508-pat00173

    상기 화학식 3-1 내지 3-22 중,
    Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, t-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중에서 선택되고,
    d1은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
    d2는 1, 2, 3, 4, 5 및 6 중에서 선택되고;
    d3는 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
    d4는 1 및 2 중에서 선택되고;
    d5는 1, 2, 3, 4 및 5 중에서 선택되고;
    * 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  5. 제1항에 있어서,
    L1은 하기 화학식 4-1 내지 4-22 중에서 선택되는 그룹(group)인, 복소환 화합물:
    Figure 112015024908508-pat00174

    Figure 112015024908508-pat00175

    상기 화학식 4-1 내지 4-22 중,
    Z1은 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, t-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중에서 선택되고;
    * 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  6. 제1항에 있어서,
    n은 0, 1 및 2 중에서 선택되는, 복소환 화합물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    Ar1은 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐(phenyl)기, 펜탈레닐(pentalenyl)기, 인데닐(indenyl)기, 나프틸(naphthyl)기, 아줄레닐(azulenyl)기, 헵탈레닐(heptalenyl)기, 인다세닐(indacenyl)기, 아세나프틸(acenaphthyl)기, 플루오레닐(fluorenyl)기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐(phenalenyl)기, 페난트레닐(phenanthrenyl)기, 안트라세닐(anthracenyl)기, 플루오란테닐(fluoranthenyl)기, 트리페닐레닐(triphenylenyl)기, 파이레닐(pyrenyl)기, 크라이세닐(chrysenyl)기, 나프타세닐(naphthacenyl)기, 피세닐(picenyl)기, 페릴레닐(perylenyl)기, 펜타페닐(pentaphenyl)기, 헥사세닐(hexacenyl)기, 펜타세닐(pentacenyl)기, 루비세닐(rubicenyl)기, 코로네닐(coronenyl)기, 오발레닐(ovalenyl)기, 피롤일(pyrrolyl)기, 티오페닐(thiophenyl)기, 퓨라닐(furanyl)기, 이미다졸일(imidazolyl)기, 피라졸일(pyrazolyl)기, 티아졸일(thiazolyl)기, 이소티아졸일(isothiazolyl)기, 옥사졸일(oxazolyl)기, 이속사졸일(isooxazolyl)기, 피리디닐(pyridinyl)기, 피라지닐(pyrazinyl)기, 피리미디닐(pyrimidinyl)기, 피리다지닐(pyridazinyl)기, 이소인돌일(isoindolyl)기, 인돌일(indolyl)기, 인다졸일(indazolyl)기, 푸리닐(purinyl)기, 퀴놀리닐(quinolinyl)기, 이소퀴놀리닐(isoquinolinyl)기, 카바졸일(carbazolyl)기, 벤조퀴놀리닐(benzoquinolinyl)기, 프탈라지닐(phthalazinyl)기, 나프티리디닐(naphthyridinyl)기, 퀴녹살리닐(quinoxalinyl)기, 퀴나졸리닐(quinazolinyl)기, 벤조퀴나졸리닐(benzoquinazolinyl)기, 시놀리닐(cinnolinyl)기, 페난트리디닐(phenanthridinyl)기, 아크리디닐(acridinyl)기, 페난트롤리닐(phenanthrolinyl)기, 페나지닐(phenazinyl)기, 벤즈이미다졸일(benzimidazolyl)기, 벤조퓨라닐(benzofuranyl)기, 벤조티오페닐(benzothiophenyl)기, 이소벤조티아졸일(isobenzothiazolyl)기, 벤조옥사졸일(benzooxazolyl)기, 이소벤조옥사졸일(isobenzooxazolyl)기, 트리아졸일(triazolyl)기, 테트라졸일(tetrazolyl)기, 옥사디아졸일(oxadiazolyl)기, 트리아지닐(triazinyl)기, 디벤조퓨라닐(dibenzofuranyl)기, 디벤조티오페닐(dibenzothiophenyl)기, 디벤조실롤일(dibenzosilolyl)기, 벤조카바졸일(benzocarbazolyl)기 및 디벤조카바졸일(dibenzocarbazolyl)기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤즈이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤즈이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기; 중에서 선택되는, 축합환 화합물.
  10. 제1항에 있어서,
    Ar1은 메틸기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 피리도인돌일기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤즈이미다졸일기 및 트리아지닐기; 및
    중수소, -F, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, tert-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 피리도인돌일기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤즈이미다졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되는, 축합환 화합물.
  11. 제1항에 있어서,
    Ar1은 하기 화학식 5-1 내지 5-48 중에서 선택되는 그룹인, 축합환 화합물:
    Figure 112015024908508-pat00176

    Figure 112015024908508-pat00177

    Figure 112015024908508-pat00178

    Figure 112015024908508-pat00179

    Figure 112015024908508-pat00180

    상기 화학식 5-1 내지 5-48 중,
    Z3 내지 Z5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, tert-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중에서 선택되고;
    d6는 1, 2, 3, 4 및 5 중에서 선택되고;
    d7은 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7 중에서 선택되고;
    d8은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
    d9은 1, 2, 3, 4, 5 및 6 중에서 선택되고;
    *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  12. 제1항에 있어서,
    제1항에 있어서,
    R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 및
    페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 중에서 선택되는, 축합환 화합물.
  13. 제1항에 있어서,
    R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 메틸기, iso-프로필기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 및
    페닐기로 치환된 페닐기; 중에서 선택되는, 축합환 화합물.
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 복소환 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-12 중 어느 하나로 표시되는, 복소환 화합물:
    Figure 112021115949792-pat00183

    Figure 112021115949792-pat00184

    상기 화학식 1-1 내지 1-12 중,
    A1은 CR1 및 질소 원자(N) 중에서 선택되고, A2는 CR2 및 N 중에서 선택되고, A3는 CR3 및 N 중에서 선택되고, A4는 CR4 및 N 중에서 선택되고, A5는 CR5 및 N 중에서 선택되고, A6는 CR6 및 N 중에서 선택되고, A7은 CR7 및 N 중에서 선택되고, A8은 CR8 및 N 중에서 선택되고, A9은 CR9 및 N 중에서 선택되고, A10은 CR10 및 N 중에서 선택되고, A11은 CR11 및 N 중에서 선택되고, A12은 CR12 및 N 중에서 선택되고;
    L1은 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
    n1은 0, 1 및 2 중에서 선택되고;
    X1 및 X2는 서로 독립적으로, O 및 S 중에서 선택되고;
    X3는 C(R17)(R18) 및 N(R17) 중에서 선택되고;
    Ar1 및 R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고, R1 내지 R18 중 인접한 두개의 기는 선택적으로(optionally) 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 복소환 화합물은 하기 화학식 1-21 내지 1-32 중 어느 하나로 표시되는, 복소환 화합물:
    Figure 112015024908508-pat00185

    Figure 112015024908508-pat00186

    상기 화학식 1-21 내지 1-32 중,
    L1은 하기 화학식 4-1 내지 4-18 중에서 선택되는 그룹이고;
    Figure 112015024908508-pat00187

    Figure 112015024908508-pat00188

    상기 화학식 4-1 내지 4-22 중,
    Z1은 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, t-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중에서 선택되고;
    * 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고;
    n은 0, 1 및 2 중에서 선택되고;
    X1 및 X2는 서로 독립적으로, O 및 S 중에서 선택되고;
    X3는 C(R17)(R18) 및 N(R17) 중에서 선택되고;
    Ar1은 메틸기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 피리도인돌일기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤즈이미다졸일기 및 트리아지닐기; 및
    중수소, -F, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, tert-부톡시기, 페녹시기, 페닐티오기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 피리도인돌일기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤즈이미다졸일기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
    R1 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 및
    페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기 및 피리디닐기; 중에서 선택된다.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 복소환 화합물은 하기 그룹 I 중에서 선택되는, 복소환 화합물:
    <그룹 I>
    Figure 112021115949792-pat00189

    Figure 112021115949792-pat00190

    Figure 112021115949792-pat00191

    Figure 112021115949792-pat00192

    Figure 112021115949792-pat00223
    Figure 112021115949792-pat00224

    Figure 112021115949792-pat00196

    Figure 112021115949792-pat00197

    Figure 112021115949792-pat00198

    Figure 112021115949792-pat00199

    Figure 112021115949792-pat00200

    Figure 112021115949792-pat00201

    Figure 112021115949792-pat00225
    Figure 112021115949792-pat00226

    Figure 112021115949792-pat00205

    Figure 112021115949792-pat00206

    Figure 112021115949792-pat00227

    Figure 112021115949792-pat00208

    Figure 112021115949792-pat00228

    Figure 112021115949792-pat00229

    Figure 112021115949792-pat00211

    Figure 112021115949792-pat00230

    Figure 112021115949792-pat00213

    Figure 112021115949792-pat00231

    Figure 112021115949792-pat00232

    Figure 112021115949792-pat00216

    Figure 112021115949792-pat00217

    Figure 112021115949792-pat00233
    Figure 112021115949792-pat00234

    Figure 112021115949792-pat00235
  18. 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층;을 포함하고, 상기 유기층이 제1항 내지 제6항, 제9항 내지 제13항 및 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항의 복소환 화합물을 1종 이상 포함한, 유기 발광 소자.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 발광층이 도펀트를 더 포함하고, 상기 복소환 화합물이 호스트인 유기 발광 소자.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 도펀트는 인광 도펀트인, 유기 발광 소자.
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